Modernin ekologian aihe ja tehtävät. Ekologian paikka tiedon järjestelmässä.

Ekologia (kreikan sanasta ekoasunto, asunto, talo, omaisuus ja logo-käsite, oppi, tiede) on tiedettä elävien organismien ja niiden yhteisöjen vuorovaikutuksista keskenään ja ympäristön kanssa.

Ekologian kohteita ovat pääasiassa organismien tason yläpuolella olevat järjestelmät, eli supraorganismien järjestelmien organisoitumisen ja toiminnan tutkimus: populaatiot, biokenoosit (yhteisöt), biogeosenoosit (ekosysteemit) ja biosfääri kokonaisuudessaan. Toisin sanoen ekologian pääasiallinen tutkimuskohde on ekosysteemit eli elävien organismien ja ympäristön muodostamat yhtenäiset luonnonkompleksit.

Ekologian tehtävät vaihtelevat riippuen tutkitusta elävän aineen organisoitumistasosta. Populaatioekologia tutkii populaatiodynamiikan ja -rakenteen malleja sekä vuorovaikutusprosesseja (kilpailu, saalistus) eri lajien populaatioiden välillä. Yhteisöekologian (biosenologian) tehtäviin kuuluu erilaisten yhteisöjen eli biokenoosien järjestäytymismallien, niiden rakenteen ja toiminnan (aineiden kierto ja energian muunnos ravintoketjuissa) tutkiminen.

Ekologian teoreettinen ja käytännöllinen päätehtävä on paljastaa elämän organisoinnin yleiset mallit ja niiden pohjalta kehittää periaatteita luonnonvarojen järkevälle käytölle, kun ihmisen vaikutus biosfääriin kasvaa jatkuvasti.

Ihmisyhteiskunnan ja luonnon vuorovaikutuksesta on tullut yksi aikamme tärkeimmistä ongelmista, sillä ihmisen ja luonnon suhteen kehittyvä tilanne muuttuu usein kriittiseksi: makea vesi ja mineraalit loppuvat, maaperän, veden ja ilman tila altaat heikkenevät, laajojen alueiden aavikoitumista tapahtuu, taistelu monimutkaistuu.viljelykasvien tauteja ja tuholaisia ​​vastaan.

Näiden globaalien ongelmien ja ennen kaikkea biosfäärin resurssien tehostamisen ja järkevän käytön, säilyttämisen ja lisääntymisen ongelman ratkaisemiseksi ekologia yhdistää kasvitieteilijöiden, eläintieteilijöiden ja mikrobiologien ponnistelut tieteellisessä etsinnässä, antaa evoluutioopin, genetiikan, biokemian. ja biofysiikka niiden todellisen yleismaailmallisuuden.

Jos kuvaamme tieteiden hierarkkista kaavaa, niin 1. tasolle tulee filosofia, joka jakautuu luonnon-, yhteiskunta- ja ajattelufilosofiaan. Ympäristötieteet kuuluvat kaikkiin tieteellisen tiedon osa-alueisiin. Luonnontieteistä - biologia, geoekologia, humanististen tieteiden joukossa - sosioekologia, ajattelun tieteet - neosferologia, teknisten tieteiden joukossa - tekninen ekologia. Moderni ekologia on ihmisyhteiskunnan kasvavan ympäristövaikutuksen yhteydessä monitieteinen tiede, joka tutkii luonnonympäristön vuorovaikutuksen monimutkaisia ​​ongelmia.

Modernin ekologian muodostumisen historia.

Ihminen on kehityksensä ensimmäisistä vaiheista lähtien erottamattomasti yhteydessä luontoon. Se on aina ollut tiiviisti riippuvainen kasvistosta ja eläimistöstä, niiden luonnonvaroista ja joutunut ottamaan huomioon eläinten, kalojen, lintujen jne. levinneisyyden ja elämäntavan erityispiirteet.

vanhimmissa tiedossamme kirjallisissa lähteissä ei vain mainita erilaisia ​​eläinten ja kasvien nimiä, vaan myös tietoa niiden elämäntavoista. Ilmeisesti näiden käsikirjoitusten kirjoittajat kiinnittivät huomiota villieläinten edustajiin ei vain uteliaisuudesta, vaan myös vaikutelman niiden merkityksestä ihmisten elämässä: villieläinten ja lintujen metsästys, kalastus, satojen suojeleminen haitallisilta eläimiltä jne.

Muinaisilla kreikkalaisilla tiedemiehillä oli suuri vaikutus nykyajan tutkijoiden maailmankuvaan. Joten esimerkiksi Aristoteles "History of Animals" -kirjassaan erotti vesi- ja maaeläimet, uinnin, lentämisen, ryömimisen. Hänen huomionsa kiinnitettiin sellaisiin kysymyksiin kuin organismien rajoittuminen elinympäristöihin, yksinäinen tai parveileva elämä, ravitsemuserot jne. Organismien rakenteeseen ja elämään liittyviä kysymyksiä pohdittiin muinaisten ajattelijoiden ja filosofien, kuten Theophrastus, Plinius, teoksissa. Vanhin kuuluisalla "luonnonhistoriallaan".

Hämmästyttävät löydöt, jotka matkustavat kaukaisiin maihin, ja renessanssin suuret maantieteelliset löydöt toimittivat sysäyksenä biologian kehitykselle. Tiedemiehet ja matkailijat eivät ainoastaan ​​kuvailleet kasvien ulkoista ja sisäistä rakennetta, vaan raportoivat myös kasvien riippuvuudesta kasvu- tai viljelyolosuhteista. Kuuluisa englantilainen kemisti Robert Boyle oli ensimmäinen, joka suoritti ekologisen kokeen; hän julkaisi tulokset vertailevasta tutkimuksesta alhaisen ilmanpaineen vaikutuksista eri eläimiin.

Suuren panoksen ekologisen tiedon muodostumiseen antoivat sellaiset erinomaiset tiedemiehet kuin ruotsalainen luonnontieteilijä Carl Linnaeus ja ranskalainen luonnontutkija Georges Buffon, joiden teoksissa ilmastotekijöiden johtavaa roolia korostettiin.

Tärkeitä havaintoja, jotka vaikuttivat ekologian kehitykseen, teki Venäjän tiedeakatemian tutkijat 1700-luvun toiselta puoliskolta tehdyn ekspeditiivisen tutkimuksen yhteydessä. (Krasheninnikov, Lepekhin, Pallas)

Ensimmäisen evoluutiodoktriinin ranskalaisella kirjoittajalla Jean-Baptiste Lamarckilla oli suuri vaikutus ekologisen tieteen kehitykseen, joka uskoi, että tärkein syy organismien mukautuviin muutoksiin, kasvien ja eläinten evoluutioon, on ulkoisten tekijöiden vaikutus. ympäristöolosuhteet. Myös Roulierilla on suuri merkitys ekologian kehityksessä, joka uskoi, että tärkein syy eläinten ja kasvien sopeutumiseen on ympäristöolosuhteiden vaikutus.

Valtava rooli oli Darwinin teoksilla - orgaanisen maailman evoluution opin perustalla.

Ernst Haeckel keksi termin "ekologia" vuonna 1866. Itsenäisenä tieteenä "ekologia muodostui 1900-luvun alussa. Timiryazev, Dokuchaev, Sukachev antoivat suuren panoksen. Vernadsky luo opin biosfääristä. 1900-luvun jälkipuoliskolla Eräänlaista modernin tieteen "vihreyttämistä" on meneillään. Tämä johtuu tietoisuudesta ympäristötiedon valtavasta roolista. Erilaisten prosessien tutkimuksessa kokeelliset menetelmät ovat suureksi avuksi, tutkitaan erilaisten olosuhteiden vaikutusta organismeihin ja niiden reaktioihin.

Tällä hetkellä ekologiassa erotetaan useita tieteenaloja ja tieteenaloja: väestöekologia, maantieteellinen ekologia, kemiallinen ekologia, teollisuusekologia, kasvi-, eläin- ja ihmisekologia.

Siten moderni ekologia on universaali, nopeasti kehittyvä, monimutkainen tiede, jolla on suuri käytännön merkitys kaikille planeettamme asukkaille. Ekologia on tulevaisuuden tiedettä, ja ehkä ihmisen olemassaolo riippuu tämän tieteen edistymisestä.

Nykyaikaisen ekologian pääsuunnat.

Moderni ekologia sisältää seuraavat alueet. Moderni ekologia sisältää:

– yleinen (klassinen) ekologia, joka tutkii biologisten järjestelmien vuorovaikutusta ympäristön kanssa;

– geoekologia, joka tutkii korkeita ekosysteemejä biosfääriin asti; geoekologian kiinnostuksen kohteet keskittyvät maisemien rakenteen ja toiminnan analysointiin (maantieteellisesti arvokkaat luonnonkompleksit)

- globaali ekologia, joka tutkii biosfäärin toiminnan yleisiä lakeja globaalina ekologisena järjestelmänä;

- sosiaalinen ekologia, joka tarkastelee suhdetta järjestelmässä "yhteiskunta - luonto";

– soveltava ekologia, joka tutkii ihmisen vaikutusmekanismeja biosfääriin, tapoja ehkäistä kielteisiä vaikutuksia ja niiden seurauksia, kehittää periaatteita luonnonvarojen järkevälle käytölle. Se perustuu ekologian ja luonnonhoidon lakeihin, sääntöihin ja periaatteisiin.

Yksi modernin ekologian suunnista on luonnonvarojen käyttöön liittyvä talousekologia.

Klassinen ekologia tutkii biologisia järjestelmiä, eli orgaanista maailmaa yksilöiden, populaatioiden, lajien ja yhteisöjen tasolla. Tässä suhteessa on:

- autokologia (yksilöiden ekologia) - asettaa rajat yksilön (organismin) olemassaololle ympäristössä, tutkii organismien reaktioita ympäristötekijöiden vaikutuksiin

- deekologia (populaatioiden ekologia) - tutkii saman lajin yksilöiden luonnollisia ryhmiä - populaatioita, niiden muodostumisolosuhteita, populaation sisäisiä suhteita, populaatiodynamiikkaa;

- eidekologia (lajiekologia) - tutkii lajia villieläinten tietyn tason organisoitumisena.

- synekologia (yhteisöekologia) - tutkii eri kasvi-, eläin- ja mikro-organismien populaatioiden assosiaatioita, niiden vuorovaikutusta ympäristön kanssa

Ekologia, kuten mikä tahansa tiede, käyttää erilaisia ​​​​tutkimusmenetelmiä. Näitä menetelmiä on ekologiassa paljon, sillä ekologia on monitieteinen tiede, joka perustuu biologisten perusteiden lisäksi maantieteellisten, teknisten, talous- ja yhteiskuntatieteiden, matematiikan, lääketieteen, meteorologian jne. perusteisiin. , ekologiassa käytetään sekä yleisiä menetelmiä, jotka ovat löytäneet sovelluksensa monissa tieteissä, että erityisiä, joita käytetään yleensä vain ekologiassa.

Kaikki ympäristömenetelmät voidaan jakaa kolmeen pääryhmään:

Menetelmät, joilla kerätään tietoa ympäristön esineiden tilasta: kasvit, eläimet, mikro-organismit, ekosysteemit, biosfääri,

Vastaanotetun tiedon käsittely, taitto, pakkaus ja yleistäminen,

Menetelmät vastaanotetun asiaaineiston tulkitsemiseen.

Ekologiassa käytetään seuraavia tutkimusmenetelmiä: kemialliset, fysikaaliset, biologiset, ympäristöindikaatiomenetelmät, meteorologiset, ympäristön seurantamenetelmät, seuranta voi olla paikallista, alueellista tai globaalia.

Seuranta suoritetaan usein luonnonsuojelualueiden pohjalta, maiseman vertailualueilla. Sen avulla voidaan tarkkailla tietyissä ekosysteemeissä tapahtuvia toiminnallisia (tuottavuus, aine- ja energiavirta) ja rakenteellisia (lajimuotoisuus, lajien lukumäärä jne.) muutoksia. Tärkeitä valvontaan ovat automaattiset ja etälaitteet, jotka auttavat saamaan tietoa alueilta, joilla suorien havaintojen tekeminen on vaikeaa tai mahdotonta, esimerkiksi Tšernobylin ydinvoimalan sarkofagialueelta. Matemaattisen mallintamisen menetelmällä on suuri merkitys ekologiselle tutkimukselle.

Sen avulla voidaan mallintaa eliöiden keskinäisiä yhteyksiä ekosysteemeissä (ruoka, kilpaileva jne.), populaatioiden lukumäärän ja tuottavuuden muutosten riippuvuutta yksittäisten ympäristötekijöiden vaikutuksesta. Matemaattisilla malleilla voidaan ennustaa tapahtumien kehitystä, korostaa yksittäisiä yhteyksiä ja yhdistää niitä. Mallintamisen avulla voidaan määrittää niiden riistaeläinten lukumäärä, jotka voidaan poistaa luonnollisista populaatioista, jotta niiden tiheys ei heikennä, ennakoida tuholaisten puhkeamista, ihmisen toiminnan seurauksia yksittäisiin ekosysteemeihin ja biosfääriin kokonaisuudessaan.

Koska ekologiasta on muodostunut pohjimmiltaan uusi tieteenala, ei ole yllättävää, että ekologian pääkomponenteille on olemassa useita luokituksia. Jotkut kirjoittajat kiinnittävät enemmän huomiota yleisiin filosofisiin ja kulttuurisiin näkökohtiin, toinen - sosiaalisiin ja kolmas - ekologisiin ja taloudellisiin näkökohtiin.

Samaan aikaan ekologia on pysynyt eksaktibiologiana siinä mielessä, että se tutkii eläviä esineitä ja niiden kokonaisuutta, mutta siitä on tullut myös humanitaarinen tiede, koska se määrittelee ihmisen luonnossa, muodostaa hänen maailmankuvansa ja auttaa optimoimaan kehitystä. sosiaalisten ja tuotantoprosessien

Kaikki ekologian osa-alueet on yhdistetty kahteen osaan:

Teoreettinen (fundamentaalinen, yleinen) ekologia tutkii organismien ja ympäristön välisten suhteiden yleisiä malleja ja sisältää seuraavat alueet: ihmisekologia, eläinekologia, kasviekologia, paleoekologia, evoluutioekologia jne.

Käytännön (soveltava) ekologia tutkii ihmisen ympäristövaikutusten sosioekonomisia tekijöitä (kansallinen ekopolitiikka, ympäristöjohtaminen, ympäristökasvatus jne.).

Kun otetaan huomioon tutkimuskohteiden keskinäinen alisteisuus, teoreettinen ekologia voidaan jakaa viiteen suureen osa-alueeseen (M.F. Reimers, 1994):

1. Autekologia (eliöiden ekologia) tutkii lajin edustajien suhdetta ympäristöönsä. Tämä ekologian osa keskittyy pääasiassa lajin pysyvyyden rajojen määrittämiseen ja sen suhteen eri ympäristötekijöihin - lämpötilaan, valaistukseen, kosteuteen, hedelmällisyyteen jne. Autekologia tutkii myös ympäristön vaikutusta morfologiaan, fysiologiaan ja käyttäytymiseen. organismeista.

2. Demekologia (populaatioekologia) tutkii populaatioiden biologista, sukupuoli- ja ikärakennetta, kuvaa eri lajien lukumäärän vaihteluja ja selvittää niiden syitä. Tätä osaa kutsutaan myös populaatiodynamiikaksi tai populaatioekologiaksi.

3. Synekologia (yhteisöekologia) analysoi tietyn organismiryhmän eri lajeihin kuuluvien yksilöiden välistä suhdetta sekä niiden ja ympäristön välistä suhdetta (yhteisön lajikoostumus, runsaus, alueellinen jakautuminen, ryhmien kehitys, aineenvaihdunta ja energia erilaisten välillä komponentit).

Ekologian tehtävät ja pääsuunnat. Peruskäsitteet ja termit.

Sanan "ekologia" otti käyttöön saksalainen luonnontieteilijä E. Haeckel vuonna 1866, ja se tarkoittaa kirjaimellisesti käännettynä kreikaksi talon tai taloudenhoidon tiedettä (oykal - talo, asunto; logos - opetus).

Näin ollen ekologia käsittelee ennen kaikkea eliöiden ja ympäristön suhteen selventämistä ja tutkimista. Suhteet tarkoittavat sekä ympäristön vaikutusta organismeihin että eliöiden vaikutusta ympäristöön.

Viime vuosikymmeninä termi "ekologia" on muuttunut merkittävästi. Siitä on tullut ihmislähtöisempi sen poikkeuksellisen ympäristövaikutuksen ja siitä aiheutuvien ihmiskunnan terveys- ja selviytymisongelmien vuoksi.

Ekologian ideat alkoivat tunkeutua kaikkiin tiedonhaaroihin, siihen liittyy luonnontieteiden ja teknisten tieteiden humanisointi, sitä viedään aktiivisesti humanitaarisille tiedon aloille. Nuo. muodostuu ekologinen maailmankuva, joka on suunniteltu läpäisemään kaikki tieteet, tekniset prosessit ja ihmisen toiminnan alueet. Esimerkiksi toiminta-alaasi liittyen on ilmaantunut ja käytössä ovat käsitteet kuten ekologinen koulutus, kulttuurin ekologia, tietoisuuden ekologia, ihmissuhteiden ekologia jne. Ympäristöpsykologia on muodostumassa. .

Enemmässä kapea Eräässä mielessä ekologia on jaettu kolmeen pääalueeseen:

1) biologinen- ottaa huomioon yksittäisten organisaatioiden ja ympäristötekijöiden tai elinympäristöjen väliset suhteet sekä populaatioiden olemassaolon ekologiset mallit, eri luokkien ekosysteemien toiminta ja biosfäärin toiminta.

2) maantieteellinen- geoekologia - tutkii elottoman luonnon ja ympäristön suhdetta sekä luonnon suhdetta ihmisyhteiskuntaan sen taloudellisesta toiminnasta johtuen.

3) sosiaalinen ekologia ja ihmisekologia- yhteiskunnan, luonnon, ihmisen ja hänen elinympäristönsä (ympäristön) välisten erityisten yhteyksien tutkiminen.

esine Ekologian tutkimukset eivät ole erityisiä objekteja, ilmiöitä, prosesseja, vaan suhteita.

Ihmisekologia ja sosiaalinen ekologia.

N. F. Reimersin (1992) mukaan ihmisekologia syntyi lähes samanaikaisesti luokkabioekologian kanssa eri nimellä. Vuosien varrella se on muodostunut kahteen suuntaan - ihmisen varsinaiseen ekologiaan organismina ja sosiaaliseen ekologiaan. Ihmisekologia on vanhempi ja sisällöltään laajempi kuin sosiaalinen ekologia.

N. F. Reimersin mukaan tieteenalojen "ihmisekologia" ja "sosiaalinen ekologia" jako tulisi suorittaa henkilön itsensä dualististen ominaisuuksien mukaan. Kun kyse on yksilöstä, organismista - tämä on "ihmisen ekologia" (yksilön autekologiana); kun ajatellaan sosiaalisia sarjoja, se on "sosiaalinen ekologia".

Ekologian peruskäsitteet, termit. Systemaattinen ekologia.

Nykyaikaiset ekologiset ideat perustuvat laajaan käsitepohjaan, joka on lainattu biologiasta, maantiedosta, taloustieteestä, sosiologiasta, filosofiasta ja syntyi myös ekologian tieteenä muodostumisprosessissa.

Ekologian peruskäsite ja taksonominen ja toiminnallinen perusyksikkö on ekosysteemi(Tansley, 1935) on mikä tahansa elävien olentojen ja niiden elinympäristöjen yhteisö, joka on yhdistetty yhdeksi toimivaksi kokonaisuudeksi. Ekosysteemin pääominaisuudet ovat kyky suorittaa aineiden kiertokulkua, kestää ulkoisia vaikutuksia ja tuottaa biologisia tuotteita.

Lähellä "ekosysteemin" käsitettä on käsite "biokenoosi"(Sukachev). Sitä sovelletaan yleensä vain maanpäällisiin luonnonjärjestelmiin ja se sisältää välttämättä kasvillisuuden (esimerkiksi metsäpalsta, arot, niityt - vertaa - mätänevä puunrunko, lätäkkö - ekosysteemit).

Jokainen biokenoosi koostuu useista lajeista, mutta lajit eivät sisälly siihen erillisinä yksilöinä, vaan populaatioina. väestö- tämä on lajin osa (yhden lajin yksilöiden joukko), joka sijaitsee suhteellisen homogeenisessa tilassa ja pystyy säätelemään itseään ja säilyttämään tietyn määrän.

Systemaattinen ekologia.

Ekologia tieteenä tarkastelee ekologisia järjestelmiä, joiden linkit ja elementit ovat tiiviissä keskinäisessä yhteydessä ja riippuvuussuhteessa, ts. se perustuu järjestelmän käsite. Sen mukaan koko aineellinen ja ei-aineellinen maailma ympärillämme on järjestelmä, joka koostuu merkityksettömästä joukosta eri järjestyksessä olevia järjestelmiä ja niitä yhdistäviä linkkejä.

Yleensä järjestelmiä on kolmen tyyppisiä:

1. suljettu, jotka eivät vaihda ainetta tai energiaa naapuriensa kanssa.

2. suljettu, jotka vaihtavat naapurienergiaa, mutta eivät ainetta (avaruusalus).

3. avata, jotka vaihtavat sekä ainetta että energiaa naapuriensa kanssa. Lähes kaikki luonnolliset (ekologiset) järjestelmät ovat avoimia.

Järjestelmien olemassaoloa ei voida ajatella ilman yhteyksiä, jotka jaetaan suoriin ja käänteisiin.

Suoraan he kutsuvat sellaista yhteyttä, jossa yksi elementti (A) vaikuttaa toiseen (B) ilman vastausta. Esimerkiksi Auringon toiminta maan päällä prosesseja. klo käänteinen yhteyselementti B reagoi elementin A toimintaan. Palaute voi olla positiivista ja negatiivista.

klo käänteinen yhteydet elementti B reagoi elementin A toimintaan. Niillä on merkittävä rooli ympäristön prosesseissa. Palaute on sekä positiivista että negatiivista.

Palaute johtaa prosessin vahvistumiseen yhteen suuntaan.

Ihmisen toiminta luonnossa johtaa näiden linkkien katkeamiseen, mikä johtaa ekosysteemien tuhoutumiseen tai niiden siirtymiseen toiseen tilaan.

Organisaation tasojen hierarkia.

Modernin ekologian sisällön ja organisaation ymmärtämiseksi voidaan edetä organisaatiotasojen käsitteestä. Sen mukaan organisaatiotasot tässä elävien organisoinnissa: yhteisö, populaatio, organismi, elin, solu ja geeni muodostavat hierarkkisesti järjestetyn elämän rakenteen. Ekologia tutkii pääasiassa organismin tason yläpuolella olevia järjestelmiä, tarkastelee niitä vuorovaikutuksessa elottoman luonnon (abioottisen ympäristön) kanssa. Esimerkiksi yhteisö ja eloton luonto muodostavat toimiessaan yhdessä ekologisen järjestelmän tai ekosysteemin. Suurin tuntemamme ekosysteemi on biosfääri tai ekosfääri. Se sisältää kaikki maan elävät organismit, jotka ovat vuorovaikutuksessa koko maapallon fyysisen (ei-elävän) ympäristön kanssa.

Syntymisperiaate .

Tärkeä seuraus järjestelmien hierarkkisesta organisoinnista on, että kun komponentit (elementit) yhdistetään suuremmiksi toiminnallisiksi yksiköiksi, näillä uusilla yksiköillä on uusia ominaisuuksia, jotka puuttuvat edelliseltä tasolta. Tällaisia ​​järjestelmien, mukaan lukien ekosysteemien, universaaleja ominaisuuksia kutsutaan esiintuleva . Tällaisia ​​laadullisesti uusia esiin nousevia ominaisuuksia ei voida ennustaa tämän tason tai yksikön (järjestelmän) muodostavien komponenttien (elementtien) ominaisuuksien perusteella. Syntyminen voidaan ilmaista myös käsitteellä vähentymättömiä ominaisuuksia, jonka ydin on siinä, että kokonaisuuden ominaisuuksia ei voida pelkistää sen osien ominaisuuksien summaksi. Näin ollen tietyllä tasolla tapahtuvien ilmiöiden selittämiseen on käytännössä mahdotonta käyttää aikaisemmalla tasolla saatua tietoa; se on tutkittava suoraan.

Ilmoitumisen aliarvioiminen voi johtaa suuriin virhearvioihin ihmisen puuttuessa ekosysteemien elämään tai järjestelmien suunnittelussa ja jälleenrakentamisessa tiettyjen tavoitteiden saavuttamiseksi. Agrokenoosi - heikko itsesäätelykyky ja vakaus - verrataanpa niittyyn, metsään jne.

Energiaprosessit ekosysteemeissä.

Energiaprosessit avoimissa ja epätasapainoisissa ekosysteemeissä noudattavat termodynamiikan ensimmäistä ja toista lakia. Kun energiaa haihdutetaan, järjestelmän järjestysaste häiriintyy. Peruuttamattoman energiahäviön mitta on haje , eli järjestelmän epäjärjestyksen mitta.

Eläville organismeille ja normaalisti toimiville ekosysteemeille on ominaista korkea järjestysaste ja ne vastustavat entropiaa säilyttäen samalla tietyn energiatason - verrataanpa elävää ja kuollutta organismia. Entropian vastakohtaa kutsutaan negentropiaa . Normaalisti toimivien luonnollisten ekosysteemien pääominaisuus on kyky poimi negentropiaa ympäristöstä(aurinkoenergia) ja siten ylläpitää sen korkeaa järjestystä.

Ekologia on tiede, joka tutkii ympäristöä, elävien organismien elämäntapoja sekä ihmisen vaikutuksia luontoon. Tämä tietokenttä tutkii niitä järjestelmiä, jotka ovat korkeampia kuin yksi organismi. Se puolestaan ​​on jaettu yksityisempiin haaroihin. Mitä tieteenaloja ekologiaan sisältyy?

Bioekologia

Yksi ekologian vanhimmista aloista on bioekologia. Tämä tiede perustuu perustietoon kasvi- ja eläinmaailmasta, jonka ihminen on onnistunut keräämään koko historiansa ajan. Tieteen tämän suunnan aiheena ovat elävät olennot. Samalla ihmistä tutkitaan myös bioekologian puitteissa erillisenä lajina. Tämä ekologian suuntaus käyttää biologista lähestymistapaa eri ilmiöiden, niiden välisten suhteiden ja seurausten arvioimiseen.

Pääsuunnat

Bioekologian tutkimuksen painopiste on biosfääri. Eläviä olentoja tutkiva ekologian osa luontotiedon monimuotoisuuden vuoksi ei voi koostua vain yhdestä tieteenalasta. Siksi se on jaettu useisiin alaosiin.

• Auetekologia on tieteellinen suunta, jonka aiheena ovat elävät organismit tietyissä elinympäristöolosuhteissa. Tämän suunnan päätehtävänä on tutkia ympäristöön sopeutumisprosesseja sekä niitä fysikaalis-kemiallisten parametrien rajoja, jotka ovat yhteensopivia organismin elämän kanssa.
• Eidekologia - tutkii lajien ekologiaa.
• Synekologia on ekologian ala, joka tutkii erilaisten eläin-, kasvi- ja mikro-organismien populaatioita. Tieteenalalla tutkitaan myös niiden muodostumistapoja, dynamiikan kehittymistä, tuottavuutta, vuorovaikutusta ulkomaailman kanssa ja muita piirteitä.
• Demekologia - tutkii samaan lajiin kuuluvien elävien organismien luonnollisia ryhmiä. Tämä on ekologian osa, joka tutkii populaatioiden rakennetta sekä niiden muodostumiselle välttämättömiä perusolosuhteita. Lisäksi sen tutkimuksen kohteena ovat sisäpopulaatioryhmät, niiden muodostumisprosessin piirteet, dynamiikka ja lukumäärät.

Tällä hetkellä bioekologia on luonnonhoidon ja ympäristönsuojelun taustalla oleva oppi. Tällä hetkellä ympäristöprosessit toteutetaan nykyaikaisilla bioteknologisilla menetelmillä.

Tieteen relevanssi

Jokainen ihminen ennemmin tai myöhemmin miettii, kuinka tärkeä laadukas ympäristö on elämälle ja terveydelle. Nyt ympäristö muuttuu nopeasti. Eikä viimeistä roolia näytä ihmisen taloudellinen toiminta. Tehtaiden ja tehtaiden tuhoisan toiminnan vuoksi makea juomavesi huononee, säiliöt pienenevät, esikaupunkien maisema muuttuu. Torjunta-aineet saastuttavat maaperää.

Bioekologia on ekologian ala, joka tutkii menetelmiä, joilla ympäristö voidaan puhdistaa saasteista, palauttaa ekologinen tasapaino ja ehkäistä ekologinen kokonaiskatastrofi.

Miten luontotietoa hyödynnetään?

Yksi esimerkki bioekologian tietämyksen onnistuneesta hyödyntämisestä on Singaporessa keksitty erikoiskäymälä, jonka avulla vedenkulutus pienenee jopa 90 %. Tässä käymälässä jäte muunnetaan lannoitteeksi ja sähköenergiaksi. Miten tämä järjestelmä toimii? Nestemäinen jäte käsitellään, jolloin se hajoaa alkuaineiksi fosforiksi, kaliumiksi ja typeksi. Kiinteä jäte odottaa käsittelyä bioreaktorissa. Ruoansulatuksen aikana tässä laitteessa muodostuu metaanikaasua. Koska sillä ei ole hajua, sitä käytetään kotitalouksien tarpeisiin. Bioekologian tietämyksen hyödyntämisen tulos tässä tapauksessa on luonnonvarojen täydellinen ennallistaminen.

Yleinen ekologia

Tämä ekologian haara tutkii organismeja niiden vuorovaikutuksessa koko ympäröivän maailman kanssa. Tämä on yhteys elävän olennon ja ympäristön välillä, jossa hän asuu. Tämä pätee myös ihmisiin. Asiantuntijat jakavat koko elävän maailman kolmeen luokkaan: kasvit, eläimet ja ihmiset. Siksi myös yleinen ekologia haarautuu kolmeen osa-alueeseen - kasviekologiaan, eläinekologiaan ja inhimilliseen ekologiaan. On huomattava, että tieteellinen tieto on melko laajaa. Yleisen ekologian osastoja on noin sata. Nämä ovat metsätalouden, kaupunkien, lääketieteen, kemian tieteenaloja ja monia muita aloja.

Sovellettu suunta

Tämä on tieteenala, joka käsittelee ekologisten järjestelmien muutosta ihmisen tietoon perustuen. Tämä suunta on käytännön osa ympäristötoimintaa. Samanaikaisesti käytetty suunta sisältää kolme muuta suurta lohkoa:

• soveltava tutkimus luonnonhoidon alalla;
• ympäristösuunnittelu sekä suunnittelu, joiden avulla on mahdollista luoda ympäristöystävällisiä tehtaita ja yrityksiä;
• johtamisjärjestelmien kehittäminen luonnonhoidon alalla, joka sisältää myös asiantuntemusta, lisensointia ja hankkeiden valvontaa koskevat kysymykset.

Geoekologia

Tämä on yksi ekologian pääosista, jonka alkuperä liittyy saksalaisen tutkija-maantieteilijän K. Trollin nimeen. Viime vuosisadan 30-luvulla hän esitteli tämän käsitteen. Hän piti geoekologiaa yhtenä yleisen luonnontieteen alasta, jossa maantieteen ja ekologian alan opinnot yhdistetään toisiinsa. Venäjällä tämä termi on yleistynyt viime vuosisadan 70-luvulta lähtien. Tutkijat erottavat useita geoekologian käsitteitä.

Yhden mukaan tämä tieteenala tutkii geologista ympäristöä ja sen ekologisia piirteitä. Tämä lähestymistapa olettaa, että geologinen ympäristö liittyy biosfääriin, hydrosfääriin ja ilmakehään. Geoekologia voidaan määritellä myös tieteeksi, joka tutkii biologisten, maantieteellisten ja teollisten sfäärien vuorovaikutusta. Tässä tapauksessa tämä luontotieteen osa tutkii luonnonhoidon eri näkökohtia, ympäristön ja ihmisen välistä suhdetta. Erilaisia ​​tulkintoja erotetaan sen mukaan, minkä tieteen (geologia, maantiede tai ekologia) määritelmän kirjoittaja pitää pääasiallisena.

Tällä luonnontieteen alalla on kolme pääsuuntaa.

• Luonnongeoekologia on tiede geosfäärien, vyöhykkeiden ja alueellisten luonnonkompleksien vakaista parametreista, jotka takaavat ympäristön mukavuuden ihmisille ja sen itsensä kehitykselle.
• Antropogeeninen geoekologia. Se tutkii kaikkien niiden muutosten laajuutta, jotka tapahtuvat luonnossa ihmisen toiminnan seurauksena.
• Soveltava geoekologia. Se on synteesi tiedosta siitä, mitä strategiaa ja taktiikkaa voidaan soveltaa ympäristön evoluutioparametrien säilyttämiseksi, kriisitilanteiden syntymisen estämiseksi.

Yksityisiä tutkimusalueita tällä luonnontieteen alueella ovat maan ekologia, makeat vedet, ilmakehä, Kaukopohjoinen, ylängöt, aavikot, geokemiallinen ekologia ja muut alueet. Tieteen päätavoitteena on tunnistaa ihmisen luontoon kohdistuvien vaikutusten mallit sekä ohjata tätä vaikutusta ympäristön parantamiseen ja parantamiseen.

sosiaalinen ekologia

Tämä on ekologian ala, joka tutkii ihmisen ja ympäristön suhdetta - maantieteellistä, sosiaalista ja myös kulttuurista. Tämän tieteellisen suunnan päätavoite on taloudellisen toiminnan ja ympäristön optimointi. Lisäksi tätä vuorovaikutusta tulisi optimoida jatkuvasti.

Luonnon ja ihmisen harmoniset suhteet ovat mahdollisia vain, jos luonnonhoito on järkevää. Ympäröivän maailman resurssien järkevän käytön tieteellisiä periaatteita vaaditaan kehittämään muita tieteenaloja: lääketiedettä, maantiedettä ja taloustieteitä. Sosiaaliekologiaa kutsutaan muuten ihmisekologiaksi. Tämän tieteen edelläkävijä on teologi Thomas Malthus, joka kehotti ihmiskuntaa rajoittamaan väestönkasvua siitä syystä, että luonnonvarat eivät ole rajattomia.

Yleisen ekologian tutkimuskohteiden (ekosysteemitutkimukset) koon mukaan kaikki tutkijat erottavat:

• Autekologia (yksilöt, organismi ja heidän ympäristönsä), tieteenala, joka tutkii yksittäisen organismin tai lajin vuorovaikutusta ympäristön kanssa (elinkaari ja käyttäytyminen sopeutumistapana ympäristöön).
• deekologia eli populaatioekologia (populaatio ja sen ympäristö), tieteenala, joka tutkii saman lajin yksilöiden populaatioiden vuorovaikutusta populaatiossa ja ympäristön kanssa.
• synekologia (biokenoosi, ekosysteemi ja niiden ympäristö), tieteenala, joka tutkii yhteisöjen toimintaa ja niiden vuorovaikutusta bioottisten ja abioottisten tekijöiden kanssa.
• maantieteelliset (suuret geosysteemit, maantieteelliset prosessit, joihin liittyy eläviä järjestelmiä niiden ympäristössä),
• globaali ekologia tai megaekologia (biosfääri)

Nämä alajaot heijastavat objektiivisesti tutkimuksen organisointia biologisen spektrin eri tasoilla. Kaksi viimeistä haaraa ovat liian nuoria, eikä niillä ole vielä erityisiä nimiä tai ne eivät ole vakiintuneet (megaekologia, panekologia, biosferologia).

I. Eugene Odum ja V.A. Radkevich erottaa ekologiassa kolme päälohkoa: bioekologia, ekosysteemit ja maapallot, ihminen ja luonto.

1. Bioekologia on varhaisin suunta, sen säännökset ovat olennaisia ​​muille suunnille. Bioekologian perusta on orgaanisen maailman systemaattisten eli taksonomisten jakojen ekologia:

• mikro-organismien ekologia
• sieniekologia
• kasviekologia
• eläinekologia

Kolme viimeistä puolestaan ​​on jaettu pienempiin.

1. Ekosysteemit ja maapallot on laajin alue, se tutkii elävän aineen ja elottomien (abioottisten) tekijöiden välistä suhdetta, eliöiden ja yhteisöjen välistä suhdetta maan pääbiomeissa (luonnonalueiden yhteisöt (ekosysteemit)) ja Maailman valtameri. Tämä lohko sisältää:

• metsäekologia
• arojen ekologia
• aavikon ekologia
• tundran ekologia
• maaperän ekologia
• ilmakehän ekologia
• hydrosfäärin ekologia
• litosfäärin ekologia
• avaruusekologia
• vuoristoekologia
• saaren ekologia
• meriekologia jne.

1. Ihminen ja luonto - tämä sisältää tieteet, jotka tutkivat ihmisen suhdetta ja vuorovaikutusta ympäristöön, sekä soveltavaa ihmisekologiaa yhdistääkseen kahden yllä olevan osan kehitystyöt käytännön ongelmiin:

• tekninen ekologia
• kemiallinen ekologia
• kalastusekologia
• maatalouden ekologia
• kaupungin ekologia
• ekologia ja lääketiede
• ekologia ja kulttuuri
• ekologia ja laki
• ekologia ja politiikka

II. Anatoli Sergeevich Stepanovskikhin (2001) luokitus on lähellä edellistä luokitusta, mutta se on yksityiskohtaisempi, se koostuu seuraavista alueista tai osista.

1. Opintoaineisiin liittyen:

• mikro-organismien ekologia
• sieniekologia
• kasviekologia
• eläinekologia
• ihmisen ekologia

1. Mitä tulee ympäristöolosuhteisiin:

• maaperän ekologia, maaperätiede
• ilmakehän ekologia
• hydrosfäärin ekologia
• litosfäärin ekologia
• avaruusekologia

1. Mitä tulee kasvipeitteen tyyppiin:

• metsäekologia
• arojen ekologia
• aavikon ekologia,
• tundran ekologia jne.

1. Suhteessa maisemaan (maantieteelliseen) sijaintiin:

• vuoristoekologia,
• saaren ekologia,
• meriekologia jne.

1. Aikatekijään liittyen:

• paleoekologia,
• arkeoekologia,
• historiallinen ekologia jne.

1. Joka vuosi luonnon ja ihmisen välisen suhteen ongelmat tulevat yhä tärkeämmiksi, mikä johti sellaisen modernin suunnan muodostumiseen kuin noosfäärin ekologia tai sosiaalinen ekologia. Sen ongelmat ylittävät ekologian biologisena tieteenä ja sisältävät ekosysteemilähestymistavan ohella taloudellisia, sosiaalisia ja poliittisia näkökohtia. Niitä edustavat lukuisat "ekologiat":

• säteilyekologia,
• kemiallinen ekologia,
• kalastusekologia
• tekninen ekologia
• kaupungin ekologia
• maatalouden ekologia
• ekologia ja lääketiede
• ekologia ja kulttuuri
• ekologia ja laki
• ekologia ja politiikka
• ympäristökasvatus jne.

(Moskalyuk T.A. Johdanto ekologiaan. http://www.botsad.ru)

III. I.A. Shilov tunnistaa 5 suuntaa

1. Maisemaekologia on yksi varhaisimmista suunnista. Hän tutkii eliöiden sopeutumista erilaisiin maantieteellisiin ympäristöihin, eri maisemien biokenoosien muodostumista ja niiden vaikutusta ympäristöön. Sillä on poikkeuksellisen korkea käyttöarvo, koska. fyysiset ja maantieteelliset olosuhteet määräävät lajijoukon ja yhteisöjen muodostumisen ja elämän peruslait.
2. Funktionaalinen eli fysiologinen ekologia - tutkii mekanismeja, joilla eri tasoisten biologisten järjestelmien mukauttaminen (sopeutuminen) muuttuviin ympäristöolosuhteisiin tapahtuu. Suurin osa adaptiivisista mekanismeista on luonteeltaan fysiologisia ja tutkimus on tärkeä monien ongelmien ratkaisemiseksi, esimerkiksi kasvien istuttamisessa, lääketieteessä, villieläinten määrän hallinnassa jne.
3. Kvantitatiivinen ekologia tutkii eri ekosysteemien tuottavuutta ja rakennetta, niiden dynamiikkaa. Sen tiedot ovat perusta biogeosenoottisten prosessien tai teoreettisen ekologian matemaattiselle mallinnukselle. Se on tarpeen ympäristötoimenpiteiden kehittämiseksi, ympäristöennusteiden rakentamiseksi, epidemioiden ehkäisemiseksi jne.
4. Evoluutioekologia paljastaa evoluutioprosessin ekologiset mallit, lajien sopeutumisten muodostumistavat ja -muodot, mahdollistaa Maan menneisyyden ekosysteemien rekonstruoinnin (paleoekologia) ja ihmisen roolin niiden muuttamisessa (arkeoekologia).
5. Sosiaaliekologia tutkii noosfäärin tasolla tapahtuvia prosesseja. Uusien ongelmien ilmaantumisen myötä syntyi uusia erikoistieteitä (sosiologia, säteilyekologia, ympäristökasvatus, tekniikan ekologia, avaruusekologia jne.). Erityinen asema on ihmisekologialla, joka tutkii nykyajan ihmiskunnan nykyistä asemaa globaaleissa ekosysteemeissä.